用于实现TSN流配置的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于实现时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的系统（100），所述系统包括：收集装置（10），所述收集装置（10）被配置成从TSN流配置的TSN交换机中收集资源利用信息；以及工具装置（20），所述工具装置（20）被配置成基于所收集的资源利用信息来提供TSN流路径计算，并且所述工具装置（20）被配置成基于所收集的资源利用信息在TSN网络中分配流路径并建立信道复用。道复用。道复用。

【技术实现步骤摘要】
用于实现TSN流配置的系统和方法


[0001]本专利技术涉及用于时间敏感联网TSN的资源感知信道复用的系统和方法。

技术介绍

[0002]在工业4.0概念IEEE中，时间敏感联网（TSN）用作用于新自动化系统的通信层。TSN机制在若干（也即将到来的）IEEE标准中被定义，其经由精确时间同步、QoS业务（traffic）保证和无缝冗余来实现决定。
[0003]TSN网络的关键组成部分是TSN桥，也称为交换机。TSN网络由连接的TSN交换机来建立，所述TSN交换机彼此严格同步，市场已经提供这样的交换机。这些交换机能够以时间协同的方式来管理业务。TSN功能性来源于以硬实时的方式来传送和接收数据。
[0004]每个TSN交换机具有精确的时钟，其不断地被调准到主时钟（专用、远程）。它还在每个TSN端口上具有八个队列的数据缓冲区（data buffer）。这些队列中的每一个提供指定优先级，所述指定优先级映射到八个QoS类别中的一个。
[0005]对于每个端口，存在调度，所述调度在特定时间周期性地打开或关闭队列持续特定时长。总的调度周期通常是那里所有周期的最小公倍数（common multiplier）。那些调度同步到时钟，并且因此同步到网络以及其它交换机上的队列。这允许通过整个网络为循环时间/临界数据配置不间断的数据传输“走廊（corridor）”，其保证最小通信时延和抖动（jitter）。
[0006]在自动化网络中，临界数据必须可靠地并且在最小时延和抖动的情况下传递。这个数据由不同的终端装置来产生和消耗，并且它通常在通过网络传递的同时，共享相同的物理链路。它还通常产生有不同的周期。当那些周期充分不同时，通过相同的物理链路来传递数据可能变得不可能，因为端口实时调度周期具有限制的可配置性。

技术实现思路

[0007]因此，具有改进的TSN流配置将是有利的，该改进的TSN流配置利用信道复用，以解决对具有不相容周期的TSN流的路径计算。本专利技术能够实现为在软件SW工具中实现的方法，所述软件SW工具允许具有改进的吞吐量利用的TSN流路径计算和/或配置。
[0008]本专利技术的目的利用独立权利要求的主题得到解决，其中另外的实施例并入从属权利要求中。
[0009]在第一方面中，提供有用于实现时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的系统，所述系统包括：收集装置，所述收集装置被配置成从TSN流配置的TSN交换机中收集资源利用信息；以及工具装置，所述工具装置被配置成基于所收集的资源利用信息来提供TSN流路径计算，并且所述工具装置被配置成基于所收集的资源利用信息在TSN网络中分配流路径并建立信道复用。
[0010]本专利技术有利地提供：TSN网络基于现有的以太网基础设施来操作，并且遵守某些操作规则。然而，对于工业使用，它可被配置在某些非传统模式中，例如，数据路径不一定使用
现有的路由算法来配置。
[0011]现有的路由算法通常“简化”拓扑（例如，消除可能的环路）以有利于（in favor of）树形/星形拓扑。TSN具有用于冗余管理的专用技术（针对可靠性的帧复制和消除（FRER），IEEE 802.1CB），但是它在本专利技术的范围之外。
[0012]本专利技术的范围是使用复用信道对数据的有效路径分配。
[0013]在第二方面中，提供有方法。
[0014]作为方法的第一步骤，下列被执行：从TSN流配置的TSN交换机中收集资源利用信息。
[0015]作为方法的第二步骤，下列被执行：基于所收集的资源利用信息来提供TSN流路径计算，并且基于所收集的资源利用信息在TSN网络中分配流路径并建立信道复用。
[0016]根据本专利技术的示范实施例，所述工具装置被配置成：使用用于TSN网络新配置的网络部分的用户输入，以便提供TSN流路径计算。
[0017]根据本专利技术的示范实施例，所述收集装置被配置成使用负载发现模式。
[0018]根据本专利技术的示范实施例，所述工具装置被配置成通过分析TSN网络中的冲突（conflict）来分配流路径。
[0019]根据本专利技术的示范实施例，所述系统被配置成以在线的方式来操作。
[0020]根据本专利技术的示范实施例，所述系统被配置成以离线的方式来操作。
[0021]根据本专利技术的示范实施例，所述系统被集成为具有TSN网络的多个实体的分布式网络组成部分。
[0022]根据本专利技术的示范实施例，所述系统被集成为根据TSN网络的一个实体的集中式网络组成部分。
[0023]根据本专利技术的示范实施例，所述工具装置被配置成提供链路复用和/或资源发现。
[0024]上述方面和示例从下文描述的实施例中将变得显而易见，并且将参考下文描述的实施例来阐述。
附图说明
[0025]示范实施例将在下面参考以下附图来描述：图1示出用于实现根据本专利申请的示范实施例的时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的示意过程图的示意图；图2示出用于实现根据本专利申请的示范实施例的时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的示意过程图的示例；图3至图6中的每一个示出用于实现根据本专利申请的示范实施例的时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的示意过程图的示例；图7示出用于实现根据本专利申请的示范实施例的时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的系统的示例；图8示出用于实现根据本专利申请的示范实施例的时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的方法的示例。
具体实施方式
[0026]图1示出用于实现根据本专利申请的示范实施例的时间敏感联网（TSN）网络的TSN流配置的示意过程图的示意图。
[0027]图1提出TSN网络的示例，其中，交换机A和交换机B之间的信道被复用，例如以便增加相互的吞吐能力（throughput capacity）。图1集中于具有两个TSN流的相同的网络，其连接五个终端装置（所述流被共同引导）。
[0028]因为例如容量/定时要求：端口4与端口1之间的链路配置用于大周期循环流，并且因此不能处理小周期循环流，所以所描绘的流不与其它两个流共享在交换机A与交换机B之间的链路。由于交换机上实时调度的有限粒度（granularity），这可能发生：它可被灵活地配置用于低周期或大周期，但并非同时用于两者。
[0029]图2示出根据本专利申请的示范实施例的示意过程图的示例。
[0030]当TSN流因为不同的周期而不能共享相同的端口时，目前讨论的工具不解决问题。TSN复用器使用信道复用提供用于这样的TSN流的可选的流路径配置。它可使用用于新配置的网络的用户输入，或在现有网络（负载发现模式）的情况下利用（例如LLDP）从TSN交换机收集的数据。
[0031]根据本专利技术的示范实施例，随后，它将尝试分配通过系统的流路径，并且如果发生冲突，则在必要的情况下建议复用端口，它可以按照如下方式来使用：i. 集中式或甚至离线的方式（例如，作为系统工程工具/CUC/CNC的一部分）；或ii. 分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于实现时间敏感联网TSN网络的TSN流配置的系统（100），所述系统包括：收集装置（10），所述收集装置（10）被配置成从所述TSN流配置的TSN交换机中收集资源利用信息；以及工具装置（20），所述工具装置（20）被配置成基于所收集的资源利用信息来提供TSN流路径计算，并且所述工具装置（20）被配置成基于所收集的资源利用信息在所述TSN网络中分配流路径并建立信道复用。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述工具装置（20）被配置成使用用于所述TSN网络的新配置的网络部分的用户输入，以便提供所述TSN流路径计算。3.如权利要求1
‑
2中的任一项所述的系统，其中，所述收集装置（10）被配置成使用负载发现模式。4.如权利要求1
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3中的任一项所述的系统，其中，所述工具装置（20）被配置成通过分析所述TSN网络中的冲突来分配流路径。5.如权利要求1
‑
4中的任一项所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：